Hőkupola, dunai alacsony vízállás és a paksi blokkok jövője: merre tart a magyar energiaellátás?

A Spirit FM Generátor című műsorában Somodi-Solymos Eszter műsorvezető Aszódi Attilával, a BME Természettudományi Karának dékánjával beszélgetett arról, hogy miként befolyásolják a meteorológiai extrémumok a Paksi Atomerőmű működését, milyen műszaki feladatokat rejt Paks 1 üzemidő-hosszabbítása, és mi határozza meg Paks 2 sorsát.

A rendkívüli nyári hőség, a hőkupola-jelenség és a Duna drasztikusan alacsony vízhozama komoly kihívások elé állítja a hazai villamosenergia-rendszert.

A nyári időszakban a Duna vízhozama megközelítette, sőt időnként be is nézett az 1000 köbméter per szekundumos határ alá. Mivel a Paksi Atomerőmű jelenlegi négy blokkja másodpercenként körülbelül 100 köbméter hűtővizet használ fel – amelyet nagyjából 10 Celsius-fokkal megmelegítve enged vissza –, a kisebb vízhozam miatt a keveredés nehezebbé válik.Évtizedek óta érvényben van az a szabály, miszerint a meleg víz visszabocsátási pontjától mért 500 méteres szelvényben a folyó hőmérséklete nem haladhatja meg a 30 fokot. Ebben a kiélezett helyzetben azonban az energiaügyért felelős miniszter mentesítette az atomerőművet a teljesítménycsökkentési kötelezettség alól. Aszódi Attila rámutatott, hogy ez nem biztonsági, hanem tisztán üzemeltetési és környezetvédelmi kérdés:

„Az üzemzavari hűtőrendszerek azok ennél sokkal magasabb hőmérsékletnél is képesek működni, és az üzemzavari hűtőrendszerek képesek elvinni azt a hőt, ami a reaktorban egy ilyen leállított állapotban keletkezne. Szóval ez nem egy biztonsági kérdés, hanem ez egy üzemeltetési és környezetvédelmi kérdés.”

A szakember elmondta, hogy a 30 fokos korlát nem egy természeti állandó, és a vizsgálatok szerint a Duna hatalmas vízteste képes átmenetileg károsodás nélkül elviselni a plusz hőterhelést. Ráadásul a mentesítésre a villamosenergia-rendszer stabilitása miatt volt szükség, mivel az esti órákban (különösen 18:00 és 21:00 között) a napenergia-termelés drasztikusan visszaesik, miközben a lakossági fogyasztás csúcsot ér el.

Hosszú távon mind Paks 1-et, mind Paks 2-t fel kell készíteni arra, hogy a nyári hónapokban a keletkező hő egy részét ne a vízbe, hanem a párolgás segítségével a levegőbe vezessék el. Erre két fő technológia mutatkozik:

• Nagyméretű hűtőtornyok: Passzív rendszerek, amelyekhez nem kell villamosenergia a huzat létrehozásához. Hátrányuk viszont, hogy nagy a tájbefolyásoló hatásuk, és a működésük nem skálázható.

• Hűtőcellák (ventilátoros megoldás): Nagyjából 20x20 méteres kockák, amelyek tetején ventilátor szívja át a levegőt. Bár a ventilátorok működtetése áramot fogyaszt, nagy előnyük, hogy alacsonyabbak és kiválóan skálázhatók. Ha egy erőműbe 50-70 darabot építenek be, a meteorológiai körülményeknek megfelelően csoportonként ki és be lehet őket kapcsolni.

Paks 2 esetében a kombinált, hűtőcellás megoldás már bekerült a tervekbe: nagyjából 3000 megawattnyi kiegészítő hűtőkapacitást terveztek be ilyen formában. Paks 1 esetében a beruházás megtérülése az ellátásbiztonság beárazásával és a jövőbeni árak mentén hozható meg, de különösen fontossá válik Paks 2 indulásakor, mivel Paks 2 melegvíz-visszabocsátási pontja északabbra lesz, így meg fogja emelni a Duna alaphőmérsékletét Paks 1 számára.

A kormányzati tervekben szerepel a szél- és naperőmű-kapacitások, valamint a hálózatfejlesztés növelése. Aszódi Attila elmondta, hogy a szélerőművek beépítése (amely uniós kitétel is volt a támogatások hazahozatalához) hasznos, de önmagában nem oldja meg a nyári hőkupolás időszakokat, mivel azok meteorológiailag gyakran teljesen szélcsendesek.

A naperőművek és szélerőművek termelése ráadásul időjárásfüggő. Magyarországon évente nagyjából 2000 olyan óra van (az év negyede), amikor sem a nap nem süt, sem a szél nem fúj. Emiatt elengedhetetlenek a rendszerben a stabilan működni képes alaperőművek.

Az energiatárolás terén jelenleg nagyjából 1000 megawattóra akkumulátoros kapacitás áll rendelkezésre, ami rendkívül rugalmas ugyan, de a mérete még elhanyagolható:

„Ez az 1000 megawattóra, amiről most szó van, ami be van építve a magyar villamosenergia rendszerbe, ez kevesebb, mint egy százada annak a villamosenergia mennyiségnek, ami egy nap Magyarországon felhasználásra kerül.”

Aszódi Attila hangsúlyozta, hogy ezek a tárolók – beleértve a jelenleg álló szivattyús tározós vízenergia projektet is – csak a napon belüli elcsúsztatásra alkalmasak (például a nappali áramot elrakni az esti csúcsra). A tisztán megújuló alapú rendszerhez szezonális (nyárról télre történő) tárolásra lenne szükség, amire jelenleg nincs technológiánk. Így a karbonsemlegesség eléréséhez a nap-, szél- és atomenergia, valamint a tárolók együttes mixére van szükség, jelenleg ugyanis a kiegyenlítést importkitettséget jelentő földgáztüzelésű erőművek biztosítják.

A kormányrendeletben előírt üzemidő-hosszabbítási eljárás a környezetvédelmi engedélyezés terén ütemterv szerint halad; a környezeti hatástanulmány elkészült. Mivel az 1-es blokk engedélye 2032-ben jár le, a hátralévő 6 év bőségesen elegendő a folyamatok lefolytatására.

Műszaki oldalon a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség közel 100 elemből álló listát határoz meg az üzemidő-hosszabbításhoz, amelyekkel a magyar szakemberek mind foglalkoznak. A legfőbb feladatok és kihívások:

• Reaktortartály ridegedése: A gyors neutronok miatt a tartály fala ridegedik. Monitoring program méri a tartalékokat. Ha szükséges, a tartály hőkezeléssel (újramegeresztéssel) helyreállítható, ahogy erre már van finn példa is.

• Gőzfejlesztők állapota: A csövek meghibásodásakor ledugózást alkalmaznak. A paksi blokkok ebben jelenleg jól állnak, messze vannak a teljesítménycsökkenést követelő határértéktől.

• Irányítástechnika: Az informatikai elévülés miatt nagyjából 15 évente cserélni kell, ez Paks 1-en már korábban is megtörtént.

• Kábelcsere (A legkritikusabb elem): A plusz 20 éves üzemidőhöz a jelenlegi irányítástechnikai és erőátviteli kábelek cseréjére van szükség. Mivel hatalmas mennyiségről van szó, ez nem megy normál karbantartási idő alatt: blokkonként akár 9 hónapos leállással is számolni kell, ami komoly projektmenedzsmenti és humánerőforrás-kihívás.

• Épületek és elrejtett csővezetékek: A vasbeton szerkezetek állapota, valamint a betonba ágyazott, korrupciónak kitett elfedett csövek vizsgálata és esetleges bontásos cseréje szintén feladatot ad.

A becsült 500 milliárd forintos költség hatalmas összeg, de nemzetközi összehasonlításban reális (Finnországban két hasonló blokk hosszabbítását egymilliárd euróra teszik), és mindössze tizede annak, amibe egy ugyanekkora új kapacitás létrehozása kerülne.

A politikai és kommunikációs térben tapasztalható bizonytalanságok ellenére Aszódi Attila megerősítette, hogy a helyszínen jelenleg komoly és szakszerű munka zajlik. Az 5-ös blokk munkagödrét teljesen kimélyítették, és február 5-e óta darabokban már zajlik az alaplemez vasalása és betonozása – a blokk elkezdett kinőni a földből.

Aszódi Attila szerint a projekt leállítása vagy eltörlése beláthatatlan következményekkel járna:

„...ennek a projektnek adott esetben a megállítása, törlése az nagyon komoly késedelmet okozna nekünk, beállhatnánk a sor végére, annak a sornak a végére, amin sornak most mi az elején vagyunk...”

A szakértő teljesen jogosnak tartja, hogy az új kormányzat pontosan meg akarja érteni a beruházás rendkívül komplex (műszaki, gazdasági, jogi és külpolitikai) hátterét a döntések előtt. Ugyanakkor kiemelte, hogy a továbblépéshez elkerülhetetlen a magyar fél részéről leülni az orosz partnerrel, hogy olyan garanciarendszert építsenek be a szerződésekbe, amely biztosítja az építkezés folyamatos, ütemezett haladását, elkerülve a korábbi évekre jellemző sodródást.

Teljes adás elérhető a Spirit FM YouTube csatornáján.